摘 要:在數(shù)值分析中,拉格朗日插值法是以法國18世紀數(shù)學家約瑟夫·拉格朗日命名的一種插值方法。對實踐中的某個物理量進行觀測,在若干個不同的地方得到相應的觀測值,拉格朗日插值法可以找到一個簡單函數(shù),其恰好在各個觀測的點取到觀測到的值,這個函數(shù)可以是代數(shù)多項式,三角多項式等。本文主要討論拉個朗日插值多項式在高中數(shù)學中的應用。
關鍵詞:拉格朗日插值法 高中數(shù)學 應用
中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)09(c)-0103-01
首先,我們給出插值函數(shù)的定義:
本文只討論多項式插值,即求一次數(shù)不超過n的多項式:
本文主要討論插值多項式在高中數(shù)學中的應用,所以下面我們看一下如何得到插值多項式。
1 插值多項式
定義2:對某個多項式函數(shù),已知有給定的k+1個取值點:其中對應著自變量的位置,而對應著函數(shù)在這個位置的取值。
假設任意兩個不同的都互不相同,那么應用拉格朗日插值公式所得到的拉格朗日插值多項式為:
其中每個為拉格朗日基本多項式(或稱插值基函數(shù)),其表達式為:
拉格朗日基本多項式的特點是在上取值為1,在其它的點上取值為0。
2 應用
本文給出插值多項式的目的是省去我們高中數(shù)學中遇到的一些繁瑣的求解過程,例如求函數(shù)的解析式,復雜的因式分解以及一些特殊的證明題。
分析:本題的一般方法不多說,如應用上述的插值多項式公式帶入也可直接求得。
解:
在奧林匹克數(shù)學中,會遇到復雜的因式分解的題。
例2:因式分解:
分析:通常我們會用拆項合并來進行因式分解,但本題顯然很難求得。觀察其與插值多項式接近,所以嘗試用多項式的方法。
分析:顯然本題要用反證法證明,通常我們假設都大于,然后列出不等式組討論,得到矛盾。但本題也可用插值多項式證明。
以上給出了三個在高中數(shù)學中常見的應用插值多項式解的題,事實上,還有很多類型題是可以利用插值多項式來解決的,在這里就不一一列舉了。
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